干货 | 国际知名大厂谈电机控制应用

智能创芯·技术破局，由芯师爷主办的2023工控MCU技术及应用创新论坛于近日圆满结束。Microchip Technology Inc.（以下简称“Microchip”）主任应用工程师丁希保在论坛现场带来了主题演讲——《Microchip电机解决方案如何化繁为简》。

以下全文根据丁希保演讲实录做不改变原意的整理和编辑。

Microchip成立于1989年，是全球领先的整合单片机、混合信号、模拟器件和闪存专利解决方案的供应商，在电机控制应用方面已有超过20年的芯片设计经验，提供了丰富的8/16/32位MCU产品线(PIC®/AVR® MCU、dsPIC® DSC和SAM MCU)。

据丁希保介绍，在电机控制应用领域，Microchip将产品按照金字塔结构分为四类：一是无MCU的被动器件以及电机驱动的外设器件，如BDC、ACIM、开/关控制、Triac和H桥等；二是8位的PIC®/AVR® MCU、SAM D/C2x单芯片电机驱动器；三是16位的PIC32CM和SAMD5x/E5x/C2x MCU及dsPIC33 DSC；四是SAME70和PIC32MK MCU、PolarFire® FPGA、高速RISC或DSP。

在此基础上，Microchip针对8位MCU、16位DSC、32位MCU开发出配套的电机解决方案，为工业、汽车、消费、航天和国防、通信以及计算市场中12万多家客户提供服务。

随着技术研发水平的提升以及智能制造等应用领域的发展，MCU的集成化趋势得到业内的一致认可与推崇。其中，集成外设因有助于简化电路设计、提高系统集成度、让客户专注产品核心等优势，成为许多MCU厂商共同的设计选择。

Microchip也一直致力于提高并改进外设性能，在MCU与片上外设集合上有相当建树，推出了系列产品。以8位PIC/AVR单片机为例，主控MCU往往集成了多种片上外设，例如ADC、PWM、SPI、UART、I²C等等，集成了模拟、波形控制、时序和测量、逻辑和算术、安全和监视、通信、用户界面、系统灵活性等功能模块。

此外，其独立于内核的外设（CIP）功能，创建了自我维持的功能，不占用CPU的任何一个资源，成功实现为CPU减负，并在提升稳健性和驱动能力的同时，降低了功耗、减少应用的软件工作量。“我们希望通过这些产品中新颖的电机控制专用外设，让工程师轻松实现从简单有刷电机到复杂高精度无传感器电机的控制。”丁希保说道。

Microchip开发的电机解决方案，覆盖了8位MCU、16位DSC、32位MCU等全系列产品线，化繁为简，解决行业和客户的实际应用需求，突破从技术到应用落地的“临门一脚”。

以8位MCU的纹波计数解决方案为例，Microchip的方案适用于低成本BDC电机应用的电机位置或角度控制、以及伺服电机或精密执行器，并为基于光学传感器、霍尔传感器的传统且通常昂贵的旋转计数系统提供了替代选择。

作为其主打产品之一，Microchip的16位数字信号控制器（DSC）兼具DSP的功能和MCU内核，能够提供2000+款器件型号，支持单内核和双内核选择，最多可同时控制3个电机，并配套集成MOSFET栅极驱动器的解决方案，应用于家用电器、汽车、消费类、工业等多个领域。

32位MCU产品系列方面，针对功能安全、图形、触摸、硬件安全性、电机控制、汽车等不同的性能资源需求，Microchip推出了SAM C21/D21、SAM D/E5x、SAM E70、PIC32MK MC、PIC32CM MC、SAMRH71等一系列涵盖入门到高性能的32位单片机产品。

丁希保表示，在电机控制部分，Microchip已经创建了一个比较完整的电机控制生态系统，并正在不断地丰富与完善。以32位MCU为例，Microchip构建了由技术资料、32位MCU、硬件工具、解决方案和软件工具共同组成的电机控制生态系统。

目前，技术资料涵盖了数据手册、应用笔记、SDL平台的移植文档、MC ESE培训等；硬件工具则包括MC PIM和DIM、单电机开发板、双电机开发板、LV/HV板、PFC、参考解决方案/设计等；解决方案和软件工具更是有着12个演示示例、独立的MC软件库、B类软件库、MPLAB® Harmony框架、MPLAB X工具套件、Simulink® PB组、以及用于Scilab/Xcos和X2CScope的Harmony v3支持。

正是有着这个完整且不断完善的生态系统，以及这些易于使用的开发工具和丰富的产品组合，Microchip为客户创建出电机控制的最佳设计，从而在降低风险的同时减少系统总成本，缩短产品上市时间。